नवीन अजैविक हिरवा उच्च-कार्यक्षमता फायबर सामग्री बेसाल्ट फायबर

बेसाल्ट फायबर म्हणजे काय?
बेसाल्ट फायबर हा मुख्य कच्चा माल म्हणून नैसर्गिक बेसाल्ट खडकापासून बनलेला एक सतत फायबर आहे.1450-1500 ℃ वर वितळल्यानंतर, ते उच्च वेगाने प्लॅटिनम-रोडियम मिश्र धातु ड्रॉइंग बुशिंगद्वारे काढले जाते.रंग सामान्यतः तपकिरी असतो आणि त्यात धातूची चमक असते.हे सिलिकॉन डायऑक्साइड, अॅल्युमिनियम ऑक्साईड, कॅल्शियम ऑक्साईड, मॅग्नेशियम ऑक्साईड, लोह ऑक्साईड आणि टायटॅनियम डायऑक्साइड सारख्या ऑक्साईड्सचे बनलेले आहे.बेसाल्ट फायबरमध्ये उच्च सामर्थ्य, विद्युत पृथक्करण, गंज प्रतिरोधक, उच्च तापमान प्रतिरोध, वृद्धत्वविरोधी, इत्यादीसारखे अनेक उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत आणि ते पर्यावरणाशी चांगले सुसंगत आहे आणि दुय्यम प्रदूषण निर्माण करत नाही.म्हणून, ही एक खरी हिरवी उच्च-कार्यक्षमता नवीन पर्यावरण संरक्षण सामग्री आहे.
माझ्या देशाने मुख्य विकासासाठी चार प्रमुख तंतूंपैकी (कार्बन फायबर, अरामिड फायबर, अल्ट्रा-हाय मॉलिक्युलर वेट पॉलीथिलीन, बेसाल्ट फायबर) पैकी एक म्हणून बेसाल्ट फायबर सूचीबद्ध केले आहे.विमानचालन आणि इतर क्षेत्रांच्या गरजा विस्तृत अनुप्रयोग संभावना आहेत.
बेसाल्ट फायबर उत्पादन प्रक्रिया
ज्वालामुखीच्या उद्रेकाने तयार झालेला नैसर्गिक बेसाल्ट खडक कच्चा माल म्हणून वापरला जातो, ठेचला जातो आणि वितळण्याच्या भट्टीत टाकला जातो, 1450~1500 डिग्री सेल्सिअस तापमानात वितळलेल्या अवस्थेत गरम केला जातो आणि प्लॅटिनम-रोडियम मिश्र धातुच्या वायर ड्रॉइंग बुशिंग आणि बेसाल्ट फायबरद्वारे पटकन काढला जातो. अशा प्रकारे उत्पादन केले जाते.
थोडक्यात, बेसाल्ट फायबर बनवण्याची प्रक्रिया म्हणजे कडक ज्वालामुखीच्या बेसाल्ट खडकाला उच्च तापमानात रेशीम बनवणे.
विद्यमान तंत्रज्ञानाद्वारे उत्पादित बेसाल्ट फायबरचा व्यास 6~13μm पर्यंत पोहोचू शकतो, जो केसांपेक्षा पातळ आहे.
त्याची उत्पादन प्रक्रिया खालील चित्रात दर्शविली आहे.
१
वितळलेला मॅग्मा

2

3

 

रेखाचित्र
आकारहीन अकार्बनिक सिलिकेट पदार्थ म्हणून, बेसाल्ट फायबरचा उत्पादन कालावधी कमी असतो, सोपी प्रक्रिया असते, औद्योगिक सांडपाणी आणि कचरा वायू नसतात आणि उच्च जोडलेले मूल्य असते.21 व्या शतकात हे "हिरवे नवीन साहित्य" म्हणून ओळखले जाते.

4

५

 

बेसाल्ट फायबरची उत्कृष्ट कामगिरी
शुद्ध नैसर्गिक निरंतर बेसाल्ट तंतू सोनेरी रंगाचे असतात आणि ते अगदी गोलाकार क्रॉस-सेक्शनसह गुळगुळीत सिलेंडर्ससारखे दिसतात.बेसाल्ट फायबरमध्ये उच्च घनता आणि उच्च कडकपणा आहे, म्हणून त्यात उत्कृष्ट पोशाख प्रतिरोध आणि तन्य शक्ती आहे.बेसाल्ट फायबर हा एक आकारहीन पदार्थ आहे आणि त्याचे सेवा तापमान सामान्यतः -269~700°C (सॉफ्टनिंग पॉइंट 960°C आहे).हे आम्ल आणि अल्कली प्रतिरोधक आहे, मजबूत अतिनील प्रतिकार, कमी हायग्रोस्कोपिकिटी आणि चांगले पर्यावरणीय प्रतिकार आहे.याशिवाय, चांगले इन्सुलेशन, उच्च तापमान फिल्टर क्षमता, रेडिएशन प्रतिरोधकता आणि चांगली वेव्ह पारगम्यता, थर्मल शॉक स्थिरता, पर्यावरणीय स्वच्छता आणि संरचनात्मक गुणवत्तेचे उत्कृष्ट गुणोत्तर हे फायदे आहेत.

6

पुरेसा कच्चा माल
बेसाल्ट फायबर बेसाल्ट धातू वितळल्यानंतर रेखाचित्र तयार केले जाते आणि पृथ्वी आणि चंद्रावरील बेसाल्ट धातूचे साठे बरेच वस्तुनिष्ठ आहेत आणि कच्च्या मालाची किंमत तुलनेने कमी आहे.
पर्यावरणास अनुकूल साहित्य
बेसाल्ट अयस्क ही एक नैसर्गिक सामग्री आहे, उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान कोणतेही बोरॉन किंवा इतर अल्कली धातूचे ऑक्साईड सोडले जात नाहीत, त्यामुळे धूर आणि धुळीमध्ये कोणतेही हानिकारक पदार्थ प्रक्षेपित होत नाहीत आणि त्यामुळे वातावरण प्रदूषित होणार नाही.शिवाय, उत्पादनाची सेवा दीर्घकाळ आहे, म्हणून ही कमी किमतीची, उच्च कार्यक्षमता आणि आदर्श स्वच्छता असलेली एक नवीन प्रकारची हिरवी सक्रिय पर्यावरण संरक्षण सामग्री आहे.
उच्च तापमान आणि पाणी प्रतिकार
सतत बेसाल्ट फायबरचे ऑपरेटिंग तापमान श्रेणी साधारणपणे -269~700°C (सॉफ्टनिंग पॉइंट 960°C असते), तर ग्लास फायबरचे -60~450°C असते आणि कार्बन फायबरचे कमाल ऑपरेटिंग तापमान फक्त 500 पर्यंत पोहोचू शकते. °Cविशेषतः जेव्हा बेसाल्ट फायबर 600 डिग्री सेल्सिअस तापमानावर कार्य करते, तेव्हा फ्रॅक्चरनंतर त्याची ताकद त्याच्या मूळ ताकदीच्या 80% राखू शकते;जेव्हा ते 860 डिग्री सेल्सिअस तापमानात आकुंचन न करता कार्य करते, तेव्हा उत्कृष्ट तापमान प्रतिरोधक असलेले खनिज लोकर देखील यावेळी फ्रॅक्चरनंतरची ताकद राखू शकते.50% -60%, काचेचे लोकर पूर्णपणे नष्ट होते.कार्बन फायबर सुमारे 300°C वर CO आणि CO2 तयार करतो.बेसाल्ट तंतू 70 डिग्री सेल्सिअस तापमानात गरम पाण्याच्या प्रभावाखाली उच्च शक्ती राखू शकतात आणि 1200 तासांनंतर बेसाल्ट तंतू त्यांच्या शक्तीचा काही भाग गमावू शकतात.
चांगली रासायनिक स्थिरता आणि गंज प्रतिकार
सतत बेसाल्ट फायबरमध्ये K2O, MgO) आणि TiO2 सारखे घटक असतात आणि हे घटक फायबरची रासायनिक गंज प्रतिरोधकता आणि जलरोधक कामगिरी सुधारण्यासाठी अत्यंत फायदेशीर असतात आणि अतिशय महत्त्वाची भूमिका बजावतात.ग्लास फायबरच्या रासायनिक स्थिरतेच्या तुलनेत, त्याचे अधिक फायदे आहेत, विशेषत: अल्कधर्मी आणि अम्लीय माध्यमांमध्ये.बेसाल्ट फायबर संतृप्त Ca(OH)2 द्रावण आणि सिमेंट सारख्या अल्कधर्मी माध्यमांमध्ये देखील उच्च प्रतिकार राखू शकतो.अल्कली गंज गुणधर्म.
लवचिकता आणि तन्य शक्तीचे उच्च मापांक
बेसाल्ट फायबरचे लवचिक मापांक आहे: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, जे अल्कली-मुक्त ग्लास फायबर, एस्बेस्टोस, अरामिड फायबर, पॉलीप्रॉपिलीन फायबर आणि सिलिकॉन फायबरपेक्षा जास्त आहे.बेसाल्ट फायबरची तन्य शक्ती 3800-4800 MPa आहे, जी लार्ज-टो कार्बन फायबर, अरामिड, PBI फायबर, स्टील फायबर, बोरॉन फायबर आणि अॅल्युमिना फायबरपेक्षा जास्त आहे आणि एस ग्लास फायबरशी तुलना करता येते.बेसाल्ट फायबरची घनता 2.65-3.00 g/cm3 आणि Mohs स्केलवर 5-9 ची उच्च कडकपणा आहे, म्हणून त्यात उत्कृष्ट पोशाख प्रतिरोध आणि तन्य शक्ती आहे.त्याची यांत्रिक शक्ती नैसर्गिक तंतू आणि सिंथेटिक तंतूंपेक्षा जास्त आहे, म्हणून ती एक आदर्श मजबुतीकरण सामग्री आहे आणि त्याचे उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म चार उच्च-कार्यक्षमता तंतूंमध्ये आघाडीवर आहेत.
उत्कृष्ट आवाज इन्सुलेशन
सतत बेसाल्ट फायबरमध्ये उत्कृष्ट आवाज इन्सुलेशन आणि ध्वनी शोषण गुणधर्म असतात.वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सीवरील फायबरच्या ध्वनी शोषण गुणांकावरून हे ओळखले जाऊ शकते की वारंवारता वाढते तसे त्याचे ध्वनी शोषण गुणांक लक्षणीय वाढते.उदाहरणार्थ, जर 1-3μm (घनता 15 kg/m3, जाडी 30mm) व्यासासह बेसाल्ट फायबरपासून बनवलेले ध्वनी-शोषक साहित्य निवडले असेल, तर 100-300 Hz च्या ऑडिओ फ्रिक्वेन्सीच्या स्थितीत फायबर खराब होणार नाही. , 400-900 Hz आणि 1200-7 000 Hz.सामग्रीचे ध्वनी शोषण गुणांक 0. 05~0.15, 0. 22~0 आहेत.75 आणि 0.85~0.93, अनुक्रमे.
उत्कृष्ट डायलेक्ट्रिक गुणधर्म
सतत बेसाल्ट फायबरची घनता प्रतिरोधकता ही ई ग्लास फायबरपेक्षा जास्त प्रमाणात असते आणि त्यात चांगले डायलेक्ट्रिक गुणधर्म असतात.जरी बेसाल्ट धातूमध्ये जवळजवळ 0.2 च्या वस्तुमानाचा अंश असलेला प्रवाहकीय ऑक्साईड असतो, विशेष ओले करणारे एजंटसह विशेष पृष्ठभागावर उपचार केल्यावर, बेसाल्ट फायबरचे डायलेक्ट्रिक नुकसान स्पर्शिका काचेच्या फायबरपेक्षा 50% कमी असते आणि फायबरची घनता प्रतिरोधकता असते. काचेच्या फायबरपेक्षाही जास्त आहे.
नैसर्गिक सिलिकेट सुसंगतता
यात सिमेंट आणि काँक्रीट, मजबूत बंधनकारक शक्ती, सातत्यपूर्ण थर्मल विस्तार आणि आकुंचन गुणांक आणि हवामानाचा चांगला प्रतिकार आहे.
कमी हायग्रोस्कोपीसिटी
बेसाल्ट फायबरची हायग्रोस्कोपिकिटी 0.1% पेक्षा कमी आहे, जी अरामिड फायबर, रॉक वूल आणि एस्बेस्टोसपेक्षा कमी आहे.
कमी थर्मल चालकता
बेसाल्ट फायबरची थर्मल चालकता 0.031 W/m·K -0.038 W/m·K आहे, जी अॅरामिड फायबर, अॅल्युमिनियम सिलिकेट फायबर, अल्कली-फ्री ग्लास फायबर, रॉक वूल, सिलिकॉन फायबर, कार्बन फायबर आणि स्टेनलेस फायबरपेक्षा कमी आहे. स्टील
इतर तंतूंच्या तुलनेत, बेसाल्ट फायबरची अनेक बाबींमध्ये उत्कृष्ट कामगिरी आहे.

आयटम

सतत बेसाल्ट फायबर

कार्बन फायबर

अरामिड फायबर

ग्लास फायबर

घनता/(g•cm-3)

2.6-2.8

१.७-२.२

1.49

2.5-2.6

ऑपरेटिंग तापमान/℃

-२६०~८८०

2000

250

-60~350

थर्मल चालकता/(W/m•K)

०.०३१-०.०३८

५-१८५

०.०४-०.१३

०.०३४-०.०४०

आवाज प्रतिकार/(Ω•m)

1×1012

2×10-5

3×1013

1×1011

ध्वनी शोषण गुणांक /%

०.९-०.९९

०.८-०.९३

लवचिक मॉड्यूलस/जीपीए

७९.३-९३.१

230-600

70-140

७२.५-७५.५

टेन्साइल स्ट्रेंथ/एमपीए

3000-4840

3500-6000

2900-3400

3100-3800

मोनोफिलामेंट व्यास/um

9-25

५-१०

5-15

10-30

ब्रेकवर वाढवणे/%

1.5-3.2

1.3-2.0

2.8-3.6

2.7-3.0

बेसाल्ट फायबरचा वापर

8

अदृश्य
बेसाल्ट फायबरमध्ये उच्च सामर्थ्य आणि उच्च आणि कमी तापमान प्रतिरोधक गुणधर्म आहेत, जे विमान आणि क्षेपणास्त्रांच्या पृष्ठभागाच्या सामग्रीसाठी अतिशय योग्य आहे.त्याच वेळी, त्यात तरंग शोषण आणि चुंबकीय पारगम्यताची वैशिष्ट्ये आहेत, ज्यामुळे रडार अदृश्यतेची जाणीव होऊ शकते.त्यामुळे बेसाल्ट कार्बन फायबर स्टेल्थ विमाने आणि क्षेपणास्त्रांसाठी कार्बन फायबर अंशतः बदलू शकतो.

९

बुलेटप्रूफ
सध्या, अल्ट्रा-हाय मॉलिक्युलर वेट पॉलीथिलीन तंतूंचा वापर सामान्यतः बुलेटप्रूफ वेस्टसाठी केला जातो, ज्यात उष्णता प्रतिरोधक क्षमता कमी असते आणि बुलेटच्या उच्च-तापमान वितळण्याखाली त्यांची ताकद आणि मोड्यूलस कमी होतील, ज्यामुळे बुलेटप्रूफ प्रभावावर परिणाम होईल.याउलट, बेसाल्ट फायबरमध्ये मजबूत उच्च तापमान प्रतिरोध आहे, म्हणून ही समस्या अस्तित्वात नाही.

1010

एरोस्पेस
बेसाल्ट फायबरमध्ये कमी थर्मल चालकता आणि चांगली ज्योत मंदता असते.कार्यरत तापमान श्रेणी -269°C~700°C आहे, जी उच्च आणि निम्न दोन्ही तापमानांना प्रतिरोधक आहे.एरोस्पेस क्षेत्रातील सामग्रीच्या मागणीच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, रशियातील बहुतेक एरोस्पेस सामग्री या सामग्रीपासून बनविली जाते.

11

रस्ता अभियांत्रिकी क्षेत्रातील अर्ज
बेसाल्ट फायबरमध्ये उच्च तन्य शक्ती, चांगले यांत्रिक गुणधर्म, उच्च तापमान प्रतिकार, अतिनील संरक्षण, आम्ल प्रतिरोध, अल्कली प्रतिरोध, मीठ प्रतिरोध आणि वृद्धत्व प्रतिरोध हे फायदे आहेत.इतर तंतूंच्या तुलनेत, त्याची सर्वसमावेशक कामगिरी अधिक चांगली आहे आणि ते रस्ता अभियांत्रिकी क्षेत्रातील सामग्रीच्या आवश्यकता देखील पूर्ण करते.म्हणून, अलिकडच्या वर्षांत रोड इंजिनीअरिंगमध्ये अधिकाधिक बेसाल्ट फायबर उत्पादने वापरली जात आहेत.

उष्णता पृथक्, तापमान प्रतिकार, अग्नि सुरक्षा क्षेत्र
बेसाल्ट फायबरमध्ये उच्च तापमान प्रतिरोधक गुणधर्म आहेत आणि ते अग्निरोधक कापडात विणले जाऊ शकते, जे काही अग्निसुरक्षा क्षेत्रांमध्ये वापरले जाते.उच्च-तापमान गाळण्यासाठी आणि धूळ काढण्यासाठी ते उच्च-तापमान फिल्टर बॅगमध्ये देखील विणले जाऊ शकते.याव्यतिरिक्त, ते सुई फील्ड देखील बनवता येते, जे काही थर्मल इन्सुलेशन फील्डमध्ये वापरले जाते.
बांधकाम क्षेत्र
बेसाल्ट फायबरच्या उत्कृष्ट गंज प्रतिकारशक्तीचा वापर करून, नवीन प्रकारचे बांधकाम साहित्य तयार करण्यासाठी ते पल्ट्र्यूशन, वाइंडिंग आणि इतर प्रक्रियेद्वारे विनाइल किंवा इपॉक्सी रेझिनसह मिश्रित केले जाऊ शकते.या सामग्रीमध्ये उच्च सामर्थ्य, उत्कृष्ट ऍसिड प्रतिरोध आणि गंज प्रतिरोधक आहे आणि काही स्टील बारऐवजी सिव्हिल इंजिनिअरिंगमध्ये वापरले जाऊ शकते.शिवाय, बेसाल्ट फायबरचा विस्तार गुणांक कॉंक्रिट सारखाच असतो आणि दोन्हीमध्ये तापमानाचा मोठा ताण नसतो.
ऑटोमोटिव्ह फील्ड
बेसाल्ट फायबरमध्ये स्थिर घर्षण गुणांक असतो आणि ब्रेक पॅडसारख्या काही घर्षण वाढवणाऱ्या सामग्रीमध्ये वापरला जाऊ शकतो.उच्च ध्वनी शोषण गुणांकामुळे, आवाज इन्सुलेशन आणि आवाज कमी करण्याचा परिणाम साध्य करण्यासाठी काही आतील भागांवर त्याचा वापर केला जाऊ शकतो.
पेट्रोकेमिकल फील्ड
बेसाल्ट फायबरचा गंज प्रतिकार पेट्रोकेमिकल क्षेत्रात अद्वितीय फायदे देतो.इपॉक्सी रेझिनसह एकत्रित उच्च-दाब पाईप्स वाइंडिंग करणे हे सामान्य आहे, ज्यामध्ये उष्णता संरक्षण आणि गंजरोधक असे दुहेरी परिणाम आहेत.
जरी बेसाल्ट तंतूंमध्ये अजूनही खनिज रचनेत मोठे चढउतार, उच्च उत्पादन खर्च आणि कमी उत्पादन कार्यक्षमता यासारख्या समस्या आहेत, तरीही या समस्या बेसाल्ट तंतूंच्या विकासासाठी आणि वापरासाठी आव्हाने आणि संधी आहेत.
देशांतर्गत बेसाल्ट फायबर ड्रॉईंग तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीमुळे, बेसाल्ट फायबरची कार्यक्षमता अधिक स्थिर आहे, किंमत कमी आहे आणि त्याच्या वापराची शक्यता खूप विस्तृत आहे.


पोस्ट वेळ: डिसेंबर-14-2022